生物卷烟在发酵阶段泡沫问题的解决方法

雷刚

摘 要：泡沫是伴随发酵而生的，也是造成发酵后期染菌，影响菌产量的重要因素。本文分析了生物卷烟发酵过程中泡沫的产生机制、影响，介绍了常用的泡沫控制策略，以期为生产中泡沫消除提供参考。

关键词：生物卷烟；发酵；泡沫

1发酵过程泡沫的产生原因

1.1培养基成分问题：培养基营养丰富，黏度大，如蛋白质（蛋白质是由氨基酸分子呈线性排列所形成）原料：蛋白胨、玉米浆、黄豆粉、酵母膏。其中含有大量的蛋白质，而蛋白质正是泡沫产生的主要因素。

1.2发酵初期，由于培养基营养消耗少，成分丰富，易起泡沫。培养初期通气量越大，搅拌越剧烈，则产生的泡沫越多。

1.3灭菌的强度越大，其发酵中的泡沫越多。由于灭菌的过程中，高温使得培养基中的糖、氨基酸形成了大量的类黑精，或者形成了：5-羟甲基糠醛，糖氮被破坏。抑制微生物的生长，使菌丝自溶（菌体自身的蛋白溶于培养液中），产生大量泡沫。

2发酵过程泡沫的消除

2.1针对培养基成分问题，可以调整培养基组成，选取起泡少的物质。培养基营养物质丰富，在培养初期搅拌强烈的条件下，容易产生泡沫，所以在培养基的选择上可以选那些既含有足够的营养物质又不容易气泡膜的培养基，这样可以在源头上抑制泡沫的产生。

2.2鉴于初期培养基营养丰富，菌种处于调整期，菌的数目比较少，活性相对较低（分裂代谢缓慢，合成代谢旺盛）。对氧气的需求量相对不是很大，所以可以先调小进气量，随着菌的生长再逐渐增大，搅拌转速也是如此。但是通气量的调节主要取决于前期绘制的菌种生长曲线或摸索的进气量值，以生长曲线为参考，在调整期、对数期、穩定期采用不同的供气量。至于供气量的大小，现已有摸索值，但还不是最佳值，还要在实验和大量的生产实践中摸索。

2.3实消强度大，对培养基破坏大。鉴于我们的培养基是工业成品，其中含杂质不是很多，能否考虑降低实消强度。特别是在升温时间、降温时间的控制上尤为重要（这个操作方法应该统一），一旦高温时间（90°C以上）维持过长，对培养基的破坏相当大，还可能在中间产生大量的分解物，这些物质又可能产生大量的泡沫。所以对实消时间的控制为重点。

2.4改变温度，使黏度或弹度降低。靠机械强烈震动和压力变化，促使泡沫破裂。就目前我们的生产现状只能选用压力变化来破泡。鉴于多次实践，我摸索出了一种方法，名字暂且为“料液翻腾溶泡法”，因为在培养初、中期，特别是泡沫形成初期还是有一定效果，现将具体方法描述于下：

1.先将罐压调至0.05MPa左右，然后关闭罐顶排气

2.迅速开大进气，让罐内料液剧烈翻腾，同时罐压也在快速升高，当罐压达到0.15MPa左右时关闭进气。（据观察，在料液剧烈翻腾时对泡沫有一定的溶解和破除作用，加之此时的高压对泡沫的消除更为明显）

3.可以适当维持0.15MPa压力半分钟。然后让压力缓慢落回0.05MPa，这个时间应该保持在一分钟以上，可以适当长点，防止泡沫快速产生。

4.然后再重复以上1、2、3过程，便对初期泡沫有一定的消除作用（注：此方法对13#、38#菌效果明显，对7#菌效果不佳）

2.5加消泡剂。目前我们用的为抑泡剂，一种天然抑泡剂油。但是，抑泡剂加入的时机很重要：发酵过程中起泡过程与菌体繁殖有关，当生长对数期，由于菌体迅速生长繁殖放出大量二氧化碳，使泡沫大量上升，当菌体生长进入衰老期时，代谢活动趋于缓和，泡沫也随之减少，在发酵后期，伴随菌体的自溶，使发酵液中蛋白质浓度又上升，则发酵液的起泡性又增强。

所以在什么时候加、加入多少量（加入太多使酸值增高，抑制菌的生长）是非常重要的。我觉的在调整期后期、对数期初期加入有很好的抑制效果，因为此时泡沫还没大量形成，而下一个时刻泡沫就要大量产生，能在这个时间加入足量消泡剂，对泡沫的抑制作用是最好的。

鉴于我们的生产实际和经验，油只是一种抑泡剂，在泡沫形成之处有一定抑制效果，一旦泡沫产生就很难再控制，也就是说失去了它的意义。鉴于此我们便可以联合“料液翻腾溶泡法”，在泡沫已经形成，但此时油已无法控制，我们便可以先用“料液翻腾溶泡法”消除泡沫，一旦有效，可以再加油，让抑泡剂重新发挥作用。

另外油的新鲜程度也影响消泡能力，油越新鲜，所含的天然抗氧化剂越多，形成过氧化物的机会少，酸价也低，消泡能力强，副作用也小。

2.6菌种、种子质量和接种量：菌种质量好，生长速度快，可溶性氮源（一切蛋白质都含氮元素，且各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16%）较快被利用，泡沫产生几率也就低。若菌种生长慢的可以加大接种量。（除一级罐外，其他难以实现，但可以作为二、三级菌种生长状况和起泡的参考）。

结语

泡沫是伴随发酵而生的，也是造成发酵后期染菌，影响菌产量的重要因素。在其他的工业发酵中可以放心大胆的使用化学消泡剂，但是作为卷烟，一种食品类要求，我们只能采取物理消泡的方法为主，适量添加植物油。在泡沫的问题上我们还任重道远，我们要在后期的工作中继续探索，在不适用化学消泡剂的情况下，找到更为高效的方法。

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